Sign In

ניתוח אוכלוסיות תולעי אדמה בקרקע

Overview

מקור: מעבדות של מרגרט וורקמן וקימברלי פריי - אוניברסיטת דפול

באמצעות חרדל, אוכלוסיות תולעי אדמה Lumbricus ניתן לדגום ישירות ממעמקי הקרקע ללא הפרעה בנוף או רעילות. לאחר מכן ניתן לספור תולעי אדמה עבור נתונים וניתוח סטטיסטי באמצעות גרף עמודות ומבחן t של התלמיד.

ניטור אוכלוסיות תולעי אדמה הוא טכניקה חיונית עבור מדעני הסביבה, שכן מינים רבים של תולעי אדמה (בעיקר אלה של לומבריצ'ינה הכפופה) התפשטו באופן פולשני ברחבי צפון אמריקה ודרום אמריקה. תולעי אדמה אקזוטיות ניתן למצוא כמעט בכל מסה יבשתית וכמעט בכל מערכת אקולוגית על פני כדור הארץ, והיכן וכאשר מינים אלה הופכים פולשים היה מוקד של מחקר סביבתי בינלאומי. 1

פלישה אקולוגית מפחיתה בדרך כלל את המגוון הביולוגי של מערכת אקולוגית על ידי שיתוף ישיר, סיכון או תרומה אחרת לכיבוי מינים מקומיים. כמהנדסי מערכות אקולוגיות, מינים פולשים של תולעי אדמה משנים את הרכיבה על אופניים של חומרים מזינים באמצעות שיעורי פירוק של חומר אורגני באופקים העליונים של האדמה, שם שורשי הצמחים כורים חומרים מזינים. מינים פולשים של לומבריקוס חיסלו מינים של תולעי אדמה מקומיים, והוכח כי הם מגבירים את ריכוז החנקן הזמין ואת שיעורי החנקן בקרקעות שפלשו אליהן. 2 בלולאת משוב חיובית, רמות מואצות של חנקן בתורן הופכות את המערכת למסבירת פנים יותר למינים פולשים של צמחים המותאמים לרמות גבוהות של חנקן בהשוואה למינים של צמחים מקומיים, ויתעלה על הילידים בתופעה המכונה "התמוטטות פלישה". הוצעה מערכת יחסים של התפרעות פלישה עבור מינים פולשים של תולעי אדמה Lumbricus terrestris (תולעי אדמה אירופאיות) ומיני צמחים פולשים Rhamnus cathartica (אובליפיחה אירופית). 3

Principles

פתרון מוכן על ידי חילוץ קפסאיצין מחרדל חריף ולאחר מכן שפך ישירות על הקרקע בתוך מרובע דגימה על הקרקע כדי לדגום מכל אתר אוסף. אתרי איסוף נקבעים על מנת להשוות שלוש דגימות אקראיות מאזור שפלשו על ידי אובליפיחה אירופאית לשלוש דגימות אקראיות מאזור לא מופץ. לאחר שנשפך ישירות על הקרקע, תמיסת החרדל יכולה לחדור למטה דרך מטריצת הקרקע למקום שבו שוכנות תולעי אדמה. קפסאיצין חרדל גורם לגירוי קרומים ריריים. גופי תולעי אדמה החשופים לתמיסת החרדל מגיבים לגירוי הקפסאיצין על ידי התרחקות מתמיסת החרדל והגעתם לפני הקרקע כדי לחשוף את עצמם לחמצן, ובכך להפחית את הגירוי. לאחר גלישה, ניתן לאסוף תולעי אדמה ולנתח את צפיפות האוכלוסייה עבור מערכות יחסים עם אובליפיחה אירופאית. אמצעי האוכלוסייה של כל אתר איסוף מושוים לגרף עמודות כדי לקבוע אם באזורים עם מינים פולשים אחרים יש יותר תולעי אדמה, ובכך לתמוך בנוכחות של קריסת פלישה. מבחן T של סטודנט משמש כדי לקבוע אם שני האתרים שונים באופן משמעותי מספיק כדי לתמוך בהשערת הפלישה שהוצעה להתקיים בין תולעי אדמה אירופאיות לבין אובליפיחה אירופאית.

Procedure

1. הכנת פתרון תרכיז חרדל

  1. הפעל את האיזון, למקם סירת שקילה על גבי, ולאפס את האיזון.
  2. שוקלים 38.1 גרם חרדל מזרחי טחון לסירה שוקלת ומעבירים למיכל פלסטיק עם מכסה.
  3. מודדים 100 מ"ל של מי ברז בגליל מדורג ומוסיפים למיכל הפלסטיק עם חרדל.
  4. יש לאבטח את המכסה על המיכל ולנער במרץ עד שכל החרדל מעורבב מתחתית מיכל הפלסטיק ומומס במי הברז.
  5. תן פתרון לשבת במשך 24 שעות עבור מיצוי קפסאיצין מקסימלית חרדל.
  6. מלאו שני נושאי מים 8 L באמצע הדרך עם מי ברז (כ 4 ליטר מים לתוך כל נושא).
  7. לנער רכז חרדל מספר פעמים לערבב ולאחר מכן להעביר פתרון תרכיז חרדל נושא מים.
  8. מעבירים כמות קטנה של הפתרון מנושא המים בחזרה למיכל הריכוז ומנערים במרץ. יוצקים בחזרה לתוך נושא המים כדי להעביר את כל הריכוז לתוך פתרון מדולל.
  9. לאטום את מכסה נושא המים, להבטיח שסתום כובע הוא במצב "כבוי", והפוך נושאת מים שלוש פעמים לערבב באופן שווה.

2. הפקת תולעי אדמה

  1. סמן שלוש כוסות לדוגמה עבור כל אתר איסוף.
  2. המשיכו לאתר הדגימה עם ריבוע אחד, כוסות דגימה עם מכסים, ומנשא מים עם תמיסת חרדל מדולל.
  3. באתר הדגימה, יש לפנות מברשת, עלים או לטחון ככל האפשר כדי לחשוף בבירור את הקרקע.
  4. מניחים מרובע באופן אקראי על הקרקע בנקודה פנויה.
  5. הפוך נושא מים אחד עוד שלוש פעמים לערבב.
  6. להפוך את שסתום מכסה נושא המים למצב "ON" ויוצקים כשליש (1.3 ליטר) של תמיסה חרדל מדולל בתוך quadrat, להתרכז במרכז אזור quadrat. אם האדמה הופכת רוויה ובריכות פתרון, להפסיק לשפוך ולחכות עד פתרון בריכה חודר לתוך הקרקע לפני שתמשיך לשפוך.
  7. שים לב לאזור quadrat מקרוב למראה תולעי אדמה במשך חמש דקות, כולל האזור ישירות מתחת לצדדים של quadrat.
  8. השתמש במלקחיים כדי לאסוף את כל תולעי האדמה המופיעות באזור מרובע על ידי המתנה לתולעים לצאת לחלוטין מהקרקע לפני המעבר לכוס הדגימה הראשונה. לאחר חמש דקות מכסים את הדגימה וממשיכים לאתר הדגימה הבא.
  9. חזור על שלבי האוסף עבור כל אתרי הדגימה, עם שלושה שכפולים לכל אתר אוסף (6 משכפלים סה"כ)

3. השוואת צפיפות האוכלוסייה של תולעי אדמה בין אתרי איסוף

  1. ספר את מספר תולעי האדמה שנאספו עבור כל דגימה וחשב את הממוצע וסטיית התקן עבור כל אתר איסוף.
  2. כדי להשוות את דחיסות תולעי האדמה בין אתרי איסוף, צור גרף עמודות מהאמצעים והשתמש בסטיות התקן כדי ליצור קווי שגיאה בגרף.

Results

אתר הדגימה 1 היה פארק מנוהל, שרואה הפרעות משמעותיות כגון aeration ודשנים.  אתר הדגימה 2 היה אזור לא מנוהל, שאינו רואה הפרעות אנושיות.  כפי שניתן לראות באיור 1, באתר 1 יש צפיפות גבוהה יותר של אוכלוסיות תולעי אדמה, ככל הנראה בשל ההוספיס המוגבר עקב הפרעות אנושיות.  עם זאת, באתר 1 יש גם שונות גבוהה יותר של דגימה, מה שמצביע על כך שאוכלוסיית תולעי האדמה לא יכולה להיות צפופה באופן עקבי כמו שהממוצע מציע.

Figure 1
איור 1. גרף עמודות המציג תוצאות אוכלוסיה מכל אתר אוסף.

Application and Summary

מינים פולשים הם איום גדול על המגוון הביולוגי. תולעי אדמה אקזוטיות (למשל: יבשות למבריקוס)ואובליפיחהאירופאית (Rhamnus cathartica)היו מעורבים כחלק מ"התמוטטות פלישה " המתרחשת בקהילות מיועצות במרכז מערב ארצות הברית. התמוטטות פלישה היא התהליך שבו פלישה אחת למין מקלה על פלישת אחרים. לפיכך, קצב אובדן הבריאות האקולוגית יכול להאיץ מאוד כמו מין פולשני אחד מפנה את מקומו למינים נוספים. מאחר שאוכלוסיות רמנוס לא רצויות מהוות כיום יותר מ-90% מהכיסוי הצמחי באילינוי, תפקידן של אוכלוסיות למבריקוס בניהול הנוף הפך לקריטי להבנה ולחזות פלישת רחמנוס על קרקע מנוהלת. הפרעות בנוף נוטות להקל על פלישת למבריקוס ודגימה לאוכלוסיות למבריקוס יכולה להיות אינדיקטור לפגיעות של אזורי קרקע לפלישה סבירה. השוואת דגימות של אוכלוסיות לומבריקוס יכולה לסייע בניהול הקרקע לדעת היכן נדרשות שיטות אינטנסיביות יותר כדי לשמור על מגוון הצמחים המיועד ולמנוע פלישה לרמנוס.

References

  1. Belote, R.T., Jones, R.H.  Tree leaf litter composition and nonnative earthworms influence plant invasion in experimental forest floor mesocosms. Biological Invasions. 11, 1045-1052 (2009).
  2. Costello, D.M., Lamberti, G.A.  Non-native earthworms in riparian soils increase nitrogen flux into adjacent aquatic ecosystems. Oecologia. 158, 499-510 (2008).
  3. Nuzzo, V.A., Maerz, J.C., Blossey, B. Earthworm invasion as the driving force behind plant invasion and community change in northeastern north American forests. Conserve Biol.23, 4. 966-974 (2009).

Tags

Skip to...

0:00

Overview

2:06

Principles of Earthworm Analysis

3:03

Experimental Preparation

4:14

Extraction of Earthworms

6:17

Application

6:40

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

ניתוח אוכלוסיות תולעי אדמה בקרקע

Environmental Science

16.5K Views

article

זיהוי עץ: כיצד להשתמש במפתח דיכוטומי

Environmental Science

81.2K Views

article

סקר עצים: שיטת דגימת רבע ממוקדת נקודה

Environmental Science

49.4K Views

article

שימוש ב- GIS כדי לחקור ייעור עירוני

Environmental Science

12.6K Views

article

תאי דלק ממברנה חילופי פרוטון

Environmental Science

22.1K Views

article

דלקים ביולוגיים: הפקת אתנול מחומר צלולוסי

Environmental Science

53.1K Views

article

בדיקה למזונות מהונדסים גנטית

Environmental Science

89.7K Views

article

עמידות וסך מוצקים במים על פני השטח

Environmental Science

35.8K Views

article

חמצן מומס במים על פני השטח

Environmental Science

55.7K Views

article

חומרים מזינים במערכות אקולוגיות ימיות

Environmental Science

38.8K Views

article

מדידת אוזון טרופוספירי

Environmental Science

26.4K Views

article

קביעת NOx בפליטת רכב באמצעות ספקטרוסקופיית UV-VIS

Environmental Science

30.1K Views

article

ניתוח עופרת של קרקע באמצעות ספקטרוסקופיית ספיגה אטומית

Environmental Science

125.4K Views

article

ניתוח פחמן וחנקן של דגימות סביבתיות

Environmental Science

29.4K Views

article

ניתוח חומרים מזינים בקרקע: חנקן, זרחן ואשלגן

Environmental Science

215.8K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved